JP7062835B2 - 可変周波数の表面弾性波による電子タバコ - Google Patents

可変周波数の表面弾性波による電子タバコ Download PDF

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Description

本発明は、電子タバコの技術分野に属しており、特に可変周波数の表面弾性波による電子タバコに関する。
現在電子タバコ市場の主流を占めている電気加熱式のエアロゾル化電子タバコは、電気抵抗線を用いて加熱を行って局所的高温を発生させ、綿芯又は多孔質セラミック部品におけるタバコオイルをエアロゾル化してエアロゾルを生成し、ユーザの吸引に供するものである。電気加熱式のエアロゾル化電子タバコは、熱伝導率もエアロゾル化効率も高いものであるが、高温作用のもとでホルムアルデヒドや一酸化炭素といった有害物質が発生しやすく、健康面で安全リスクがあると共に、吸引感覚が大幅に悪くなる。別の電子タバコは、超音波エアロゾル化電子タバコである。この電子タバコでエアロゾル化を実現するには、エアロゾル化部品の表面全体にタバコオイルの薄層を均一に分布させる必要がある。タバコオイルが溜まると、電子タバコの使用プロセス中にエアロゾルの量が増減するという現象が引き起こされ、果ては大粒径のエアロゾルが生成されることにもなって、ユーザが気流チャネルに沿って吸引し口内にエアロゾルが到達した際に、得られる吸引感覚が悪化しうる。加えて、シンプルな超音波エアロゾル化によるエアロゾル量は電気加熱エアロゾル化の場合と比較して少なくなるので、エアロゾル量を増大させて、ホットエアロゾルの吸引体験に対するユーザの要求を満たすためには、補助的なセラミックヒータが必要になる。
上述の問題を解決するために、出願人は、表面弾性波を用いてタバコオイルのエアロゾル化を実現する電子タバコシステムを設計した（中国特許第ＺＬ２０１８１００７６９４１．１号を参照のこと）。この電子タバコシステムは、電気加熱式エアロゾル化の急速加熱によって引き起こされる健康面での潜在的な安全リスク、及び超音波エアロゾル化のコストパフォーマンスの低さ、吸引感覚の悪さという問題を、有効に解決するものである。しかし、このシステムでは、タバコオイルがエアロゾル化された後のエアロゾルの粒径は基本的に決まっており、任意に調整する方法はなく、このことが吸引体験に影響を与える。
上述した問題を解決するために、本発明を提示する。
本発明は、可変周波数の表面弾性波による電子タバコを提供するものである。この電子タバコは、表面弾性波の回折エネルギーを利用してタバコオイルのエアロゾル化を実施すると共に、特殊なエアロゾル化チップ構造の設計によって表面弾性波の周波数範囲を調整可能にすることにより、タバコオイルをエアロゾル化したエアロゾルの粒径の有効な調整も、更に実現する。本発明の電子タバコの全体構造はシンプルであり、組み立てが簡単であり、エアロゾル化効率が高く、ユーザのそれぞれの吸引体験を有効に満足させうる。
本発明は、可変周波数の表面弾性波による電子タバコを開示している。この電子タバコはエアロゾル化装置２を含み、エアロゾル化装置２内にエアロゾル化キャビティ２１３が設けられ、エアロゾル化キャビティ２１３の下方には可変周波数の表面弾性波を用いるエアロゾル化チップ２０３が配置されており、可変周波数の表面弾性波を用いるエアロゾル化チップ２０３には逆台形のすだれ状トランスデューサ（２０３７）が設けられる。エアロゾル化キャビティ２１３内にはオイル保持キャビティ２０５が設けられ、オイル保持キャビティ２０５とエアロゾル化チップ２０３との間には、多孔質セラミック部品２０４が配置されている。
好ましくは、逆台形のすだれ状トランスデューサ２０３７は、複数の逆台形の金属製すだれ状電極ａ、ｂと、反射電極ｃとを含む。逆台形のすだれ状トランスデューサ２０３７は、２つの金属製電極バスバーであって、それぞれ第１の金属製電極バスバー２０３６１と第２の金属製電極バスバー２０３６２である、金属製電極バスバーを更に含み、複数の第１の金属製すだれ状電極ａが、台形の長い方の側で第１の金属製電極バスバー２０３６１に連結され、複数の第２の金属製すだれ状電極ｂが、台形の短い方の側で第２の金属製電極バスバー２０３６２に連結されている。複数の第１の金属製すだれ状電極ａと複数の第２の金属製すだれ状電極ｂとは、手指を組み合わせたような形状に配列され、この２つの間に反射電極ｃが嵌め込まれる。
好ましくは、金属製すだれ状電極と反射電極とは、第１の金属製すだれ状電極ａ、第１間隙ｄ１、第２の金属製すだれ状電極ｂ、第２間隙ｄ２、反射電極ｃ、第３間隙ｄ３、第１の金属製すだれ状電極ａ……となるように配列され、かかる配列の複数のセットが続いて、逆台形のすだれ状トランスデューサ２０３７を構成する。第１間隙ｄ１の平均幅は第１の金属製すだれ状電極ａの平均幅と同じである。第２間隙ｄ２の平均幅は第２の金属製すだれ状電極ｂの平均幅と同じである。第３間隙ｄ３の平均幅は反射電極ｃの平均幅と同じである。
好ましくは、第１の金属製すだれ状電極ａと第２の金属製すだれ状電極ｂとは形状が同じであり、第１の金属製すだれ状電極ａ、第１間隙ｄ１、第２の金属製すだれ状電極ｂ、第２間隙ｄ２、反射電極ｃ、及び第３間隙ｄ３の平均幅の合計が表面弾性波の波長ｐとなり、かつ、第１の金属製すだれ状電極ａ、又は第１間隙ｄ１、又は第２の金属製すだれ状電極ｂ、又は第２間隙ｄ２の平均幅が表面弾性波の波長の１／８であり、第３間隙ｄ３又は反射電極ｃの平均幅が表面弾性波の波長の１／４であるという条件が満たされる。
好ましくは、エアロゾル化チップ２０３は更に、ヒートシンク層２０３１、熱伝導層２０３２、及び圧電基板層２０３３をこの順序で含み、逆台形のすだれ状トランスデューサ２０３７が圧電基板層２０３３の上に配置される。圧電基板層２０３３の上には更に、２つの個別のＰＣＢパッドであって、それぞれが第１ＰＣＢパッド２０３４１と第２ＰＣＢパッド２０３４２である、２つのＰＣＢパッドが配置され、第１の金属製電極バスバー２０３６１は、電源連結線２０３５により第１ＰＣＢパッド２０３４１に連結され、第２の金属製電極バスバー２０３６２は電源連結線２０３５により第２ＰＣＢパッド２０３４２に連結されている。
好ましくは、電子タバコはバッテリーセル３を更に含み、バッテリーセル３内には回路基板３０７とバッテリー３０５とが設けられ、バッテリーセル３と第１ＰＣＢパッド２０３４１及び第２ＰＣＢパッド２０３４２とは、マグネットピン２１２によって接続される。
好ましくは、エアロゾル化装置２はエアロゾル化装置ケース２０９を有し、エアロゾル化装置ケース２０９の内部には気流チャネル２０８が設けられ、エアロゾル化装置ケース２０９の外部には吸い口１が設けられており、吸い口１と気流チャネル２０８とは接続される。エアロゾル化装置ケース２０９には気流入口２１０が設けられ、気流入口２１０と逆台形のすだれ状トランスデューサ２０３７とは同一平面上にある。
好ましくは、この電子タバコは保護ハウジング３０１を更に含み、保護ハウジング３０１内にバッテリーセル３が配置される。保護ハウジング３０１の外側には、ボタン５、指示ランプ６、及び充電ポート３０２が設置されている。
本発明の有益な効果は、以下の通りである。
１．表面弾性波は、エネルギーを表面に集中させることで、伝搬方向におけるエネルギー損失が（他の媒体の干渉がなければ無視できるほど）小さくなり、波の伝搬方向に対して垂直な方向においてはエネルギーが指数関数的に減衰する、力学的波である。表面弾性波の振動周波数範囲は、ＧＨｚに達するほど高く、超音波と比較しても１桁違うほどに高いものである。基板の振動によってタバコオイルのエアロゾル化が引き起こされるシステムでは、エアロゾルの粒径と振動周波数とは直接的な関係を有し、
Ｄ＝ＫγＨ２Ｗｅ２／３／μＬ２ｆ
が満たされる。（ここで、Ｄはエアロゾル化されたエアロゾルの粒径であり、Ｋは比例係数であり、γはエアロゾル化流体の表面張力であり、Ｈはエアロゾル化流体が滞留する薄膜の特徴高さであり、Ｗｅは音波のウェーバー数であり、μは流体の動力の粘性係数であり、Ｌはエアロゾル化流体が滞留する特徴幅であり、ｆは基板の振動周波数である。）
エアロゾルの粒径と振動周波数とが反比例するという関係を見い出すのは難しくない。そのため、表面弾性波の周波数がこれほど高いことにより、エアロゾル化されたエアロゾルの粒径は、超音波でエアロゾル化されたエアロゾルの粒径よりもはるかに小さくなり、大粒径のエアロゾルの吸引による肺への蓄積や身体損傷の発生という問題が有効に低減する。それだけでなく、エアロゾルの粒径が小さくなるほどタバコオイルの吸引感覚も向上し、ユーザの吸引体験が改善される。
２．本発明のエアロゾル化チップは、電極幅を制御する単一方向アポダイゼーション（ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ）式のすだれ状電極構造を採用している。この構造の新しいところは、電極幅を制御する方法を用いることにあり、逆台形のすだれ状トランスデューサ内に反射電極を嵌め込むことで、音波を単一方向にのみ伝播させ、音波のエネルギー全てをタバコオイルのエアロゾル化に使用することが可能になる。また、金属製すだれ状電極の指状構造では、電極の幅が上から下へと徐々に変化して逆台形構造となるので、エアロゾル化チップの周波数は単一で固定的なものではなくなり、周波数範囲が可変になる。ユーザは、個々の要求に応じて周波数範囲を任意に調整することによって、様々な粒径にエアロゾル化されたエアロゾルを得られる。このことは、エアロゾルの粒径に対するユーザの個々の要求を満たしうるだけでなく、ユーザに様々な吸引体験をもたらすことも可能にする。
３．本発明の可変周波数の表面弾性波による電子タバコが使用される場合、電子タバコの吸引が正常に機能するという前提のもとでは、エアロゾル化チップの表面温度は、電気加熱式エアロゾル化電子タバコの加熱エアロゾル化温度（１８０～３５０℃）よりもはるかに低い約１００℃に維持される。したがって、電気加熱式電子タバコの高温によって引き起こされるアルデヒド化学物質の放出、炭化、及びコア燃焼といった、潜在的な安全リスクの問題が、有効に改善されうる。更に、超音波式エアロゾル化電子タバコによって生成される冷たいエアロゾルと比較して、表面弾性波による電子タバコによって生成されるエアロゾルは、より良好な、温かさのある吸引体験を有する。
４．本発明の可変周波数の表面弾性波を用いるエアロゾル化チップは、ニオブ酸リチウム単結晶のエアロゾル化チップを用いるものであり、このエアロゾル化チップは、その表面にタバコオイルが接触しなければ、正常な作動モードの維持が可能である。表面弾性波はエアロゾル化チップの表面における力学的波の伝播及び反射として出現し、タバコオイルの供給が不十分な時でも空焼きなどの現象を起こすことはない。そのため、本発明の可変周波数の表面弾性波による電子タバコは、タバコオイルがなくなった時にも、エアロゾル化チップ及びエアロゾル化装置に影響を与えることも、それらを損傷することもなく、安定的かつ信頼性を有するものである。
５．本発明の可変周波数の表面弾性波による電子タバコは、空隙率が高く軽量な多孔質セラミック部品を採用することで、オイルのガイド及びロックを実施するものである。エアロゾル化中、タバコオイルは表面弾性波により多孔質セラミック部品から吸出され、多孔質セラミック部品とエアロゾル化チップとの間に自動的に液膜が形成されて、この液膜領域においてエアロゾル化作用が行われる。エアロゾル化チップが作動停止すると、タバコオイルは多孔質セラミック部品に自動的に回収される。そのため、本発明の可変周波数の表面弾性波による電子タバコにより、超音波式のエアロゾル化電子タバコにおけるタバコオイルが不均一に分布するという問題、又は、タバコオイルが溜まることによりエアロゾルの量が変動する、若しくはエアロゾルの粒径が大きくなりすぎるという問題が、有効に回避されうる。
本発明の可変周波数の表面弾性波による電子タバコの概略図である。 本発明の可変周波数の表面弾性波による電子タバコの分解図である。 本発明のエアロゾル化装置の断面図である。 本発明のエアロゾル化装置の分解図である。 本発明のエアロゾル化チップの概略図である。
本発明の目的、技術的解決策、及び利点をより明確にするために、以下では、添付図面及び実施例と関連付けて、本発明についてより詳細な説明を行う。
本発明の可変周波数の表面弾性波による電子タバコは、概略図（図１）に示しているように、吸い口１、エアロゾル化装置２、バッテリーセル３、注油孔４、ボタン５、及び指示ランプ６を含む。エアロゾル化装置２とバッテリーセル３との間は、マグネットピン２１２を用いて密着連結され、吸い口１は、ユーザに吸引するエアロゾルを供するために使用される。エアロゾル化装置２は、タバコオイルをエアロゾル化してエアロゾルを発生させるために使用され、バッテリーセル３は、エアロゾル化装置２に駆動信号源を提供するためのものである。注油孔４はタバコオイルを注ぎ込むために使用される。ボタン５は、電子タバコのスイッチオン・スイッチオフを実施するため、駆動信号源の周波数を調整するため、かつ信号源の出力など操作を制御するために使用される。指示ランプ６は、電子タバコの作動状態やバッテリー残量などを表示するために使用される。
本発明の可変周波数の表面弾性波による電子タバコの分解図を、図２に示している。吸い口１はエアロゾル化装置２の上端部にある。エアロゾル化装置の内部構造は、底部プレート２０１、シリカゲルガスケット２０２、可変周波数の表面弾性波を用いるエアロゾル化チップ２０３、多孔質セラミック部品２０４、オイル保持キャビティ２０５、シリカゲル密封部品２０６、第１ボルト２０７、気流チャネル２０８、エアロゾル化装置ケース２０９、気流入口２１０、エアロゾル化チップストッパ２１１、マグネットピン２１２、及びエアロゾル化キャビティ２１３を含む。バッテリーセル３には、保護ハウジング３０１、充電ポート３０２、リミッタ３０３、ナット３０４、バッテリー３０５、第２ボルト３０６、回路基板３０７、及び底部カバー３０８が配置されている。注油孔４は、エアロゾル化装置２の上端部の、吸い口１の横に配置され、シリカゲルオイル注油孔プラグ４０１と、エアロゾル化装置の上端部にある丸形注油孔４０２とを含む。ボタン５はバッテリーセル３の保護ハウジング３０１の側面に配置される。指示ランプ６はバッテリーセル３の保護ハウジング３０１の右下側方に配置される。エアロゾル化チップ２０３は、ヒートシンク２０３１、熱伝導層２０３２、圧電基板層２０３３、第１ＰＣＢパッド２０３４１、第２ＰＣＢパッド２０３４２、電源連結線２０３５、第１の金属製電極バスバー２０３６１、第２の金属製電極バスバー２０３６２、及び逆台形のすだれ状トランスデューサ２０３７を、この順序で含む。エアロゾル化装置２及びバッテリーセル３の、エアロゾル化装置ケース２０９と、保護ハウジング３０１と、底部カバー３０８のいずれにも、比較的良好な熱伝導・熱放散効果を有するアルミニウム合金材料が選択されて使用される。多孔質セラミック部品２０４の製造には、良好な空隙率を有し（一般的に空隙率が４０％～７０％の範囲内であり）、耐高温性かつ耐高圧性であり、酸・アルカリ腐食に耐性を有する、ケイ酸塩材料が選択されて使用される。ヒートシンク２０３１には、熱放散効果が比較的良好であり、コストが比較的低いアルミニウムストリップが選択されて使用され、その底部にはスロットが設けられる。熱伝導層２０３２には、良好な粘着性能及び熱伝導能力を有する熱伝導性のシリコングリースストリップが選択されて使用される。圧電基板層２０３３には、ＹカットＸ方向伝搬が１２８°のニオブ酸リチウム単結晶のストリップであって、厚さが１ｍｍ～２ｍｍであり、電気機械結合係数が５．５％であり、表面弾性波の伝搬速度が約３９９０ｍ／ｓであり、温度係数が－７２×１０－６／℃である、ストリップが選択されて使用される。電源連結線２０３５では、接続工程で使用可能な、直径１００μｍ以下の金線又は銀線が用いられる。第１の金属製電極バスバー２０３６１及び第２の金属製電極バスバー２０３６２と、金属製すだれ状電極ａ及びｂには、導電性能が良好なアルミニウム、銀、又は金の材料などが選択されて使用される。金属製すだれ状電極ａ及びｂの構造には、交差した金属ストリップの上側が広く下側が狭いアポダイゼーション構造（すなわち逆台形構造）が用いられる。
本発明の可変周波数の表面弾性波による電子タバコのエアロゾル化装置の断面図と分解図を、図３と図４にそれぞれ示している。エアロゾル化チップ２０３がエアロゾル化チップストッパ２１１内に配置され、エアロゾル化チップストッパ２１１の上側にエアロゾル化キャビティ２１３が設けられ、シリカゲル密封部品２０６の下側にオイル保持キャビティ２０５が設けられている。多孔質セラミック部品２０４には、中央がくぼみ周囲が盛り上がったお椀型構造が採用され、そのサイズは、オイル保持キャビティ２０５の下端口とちょうど密着するように組み合わされて、オイルを保持しガイドするのにちょうど良い構造を形成するようになっている。シリカゲル密封部品２０６及び多孔質セラミック部品２０４は、組み立て後には、エアロゾル化チップストッパ２１１の上側に来る。オイル保持キャビティ２０５及び多孔質セラミック部品２０４はちょうどエアロゾル化キャビティ２１３内に位置することになり、多孔質セラミック部品２０４とエアロゾル化チップ２０３の上面とが接合することで、オイルの供給と輸送が実施される。エアロゾル化チップストッパ２１１の右側部には、駆動信号源にアクセスするためのマグネットピン２１２が装着される。上述したように組み立てられた構造物がエアロゾル化装置ケース２０９内に配置され、底部にシリカゲルガスケット２０２を接合して断熱密封を実現してから、底部プレート２０１でカバーし、第１ボルト２０７をネジ留めしてエアロゾル化装置全体を固定する。エアロゾル化装置の上端部の円形注油孔４０２からタバコオイルをオイルが注入されると、オイル保持キャビティ２０５全体が自然に満たされる。最後に、シリカゲル注油孔プラグ４０１を円形注油孔４０２に挿入して密封する。ユーザが吸い口１を通じて吸引動作を実行すると、気流入口２０１から外部の空気が流入する。気流入口２１０と逆台形のすだれ状トランスデューサ２０３７とは同一平面状にある。空気は、エアロゾル化装置２内のエアロゾル化チップ２０３の表面と多孔質セラミック２０４の端面のタバコオイルがエアロゾル化されたエアロゾルと一緒に、気流チャネル２０８を通って吸い口１に入り、喫煙者の吸引に供される。
一実施例では、上述した電子タバコのバッテリーセル３は、保護ハウジング３０１と、充電ポート３０２と、リミッタ３０３と、ナット３０４と、バッテリー３０５と、第２ボルト３０６と、回路基板３０７と、底部カバー３０８とを、更に含む。まず、回路基板３０７をリミッタ３０３内に配置し、バッテリー３０５を回路基板３０７の下に配置して、回路基板３０７の充電ポート３０２とリミッタ３０３とが位置合わせされることを確実にする。ボタン５をバッテリーセル３の保護ハウジング３０１の側面に取り付けた後に、上述したアセンブリを保護ハウジング３０１内に配置して、充電ポートと保護ハウジング３０１の底部の充電ポート３０２とが同様に位置合わせされることを確実にする。ボタン５は、ワイヤを介して回路基板３０７のボタン出力ポートに連結される。保護ハウジング３０１の上部に設けられたマグネットピン２１２が、ワイヤを介して回路基板３０７の信号出力端部と連結される。第２ボルト３０６及びナット３０４を使用して固定し、組み立てると、指示ランプ６の位置は、バッテリーセル３の保護ハウジング３０２のちょうど右下側方に来る。最後に、底部カバー３０８を留め付ければ、バッテリーセルの組み立て連結が完了する。
本発明の可変周波数の表面弾性波による電子タバコのエアロゾル化チップは、概略図を図５に示しているように、ヒートシンク２０３１、熱伝導層２０３２、圧電基板層２０３３、第１ＰＣＢパッド２０３４１、第２ＰＣＢパッド２０３４２、電源連結線２０３５、及び逆台形のすだれ状トランスデューサ２０３７を、この順序で含む。逆台形のすだれ状トランスデューサ２０３７は、２つの金属製電極バスバー（すなわち第１の金属製電極バスバー２０３６１と第２の金属製電極バスバー２０３６２）とを含み、複数の第１の金属製すだれ状電極ａが、台形の長い方の側で第１の金属製電極バスバー２０３６１に連結され、複数の第２の金属製すだれ状電極ｂが、台形の短い方の側で第２の金属製電極バスバー２０３６２に連結されている。複数の第１の金属製すだれ状電極ａと複数の第２の金属製すだれ状電極ｂとは、手指を組み合わせたような形状に配列され、第１の金属製すだれ状電極ａと第２の金属製すだれ状電極ｂとの間には、どちらの電極バスバーにも連結されていない反射電極ｃが嵌め込まれている。より具体的には、第１の金属製バスバー２０３６１の複数の第１の金属製すだれ状電極ａと第２の金属製バスバー２０３６２の複数の第２の金属製すだれ状電極ｂとは、図５で示されているように、例えるならば、左右の手のそれぞれ複数本の指をそれらの指先を先頭にして向かい合わせてから、一方の側の手の複数本の指先が、他方の側の手の複数本の指のそれぞれと隣接する指との股部を超えず、一方の側の手の複数の指先が、他方の側の手の複数本の指のそれぞれと隣接する指との間の股部と対向する位置まで、左右の手のそれぞれ複数本の指が互いに略平行に１本ずつ接触しない状態で交互配向となるように、左右から組み合わせた形状で配置されている。逆台形のすだれ状トランスデューサ２０３７、第１ＰＣＢパッド２０３４１、第２ＰＣＢパッド２０３４２、及び圧電基板２０３３は全て、熱伝導層２０３２を通過してヒートシンク２０３１の上側表面に粘性付着している。第１ＰＣＢパッド２０３４１と第２ＰＣＢパッド２０３４２はそれぞれ、接続工程により、第１金属製電極バスバー２０３６１と第２金属製電極バスバー２０３６２と、間に電源連結線２０３５を用いて連結される。第１ＰＣＢパッド２０３４１及び第２ＰＣＢパッド２０３４２の他端は、エアロゾル化装置２とバッテリーセル３との間のマグネットピン２１２によって組み立て連結されて、信号源の入力が実現される。
逆台形のすだれ状トランスデューサ２０３７の形状を、図５の上部の部分拡大図に示している。エアロゾル化チップ２０３が発生させる表面弾性波の周波数は、逆台形のすだれ状トランスデューサ２０３７の構造によって決定される。金属製すだれ状電極と反射電極とは、第１の金属製すだれ状電極ａ、第１間隙ｄ１、第２の金属製すだれ状電極ｂ、第２間隙ｄ２、反射電極ｃ、第３間隙ｄ３、第１の金属製すだれ状電極ａ……となるように配列され、かかる配列の複数のセットが続いて、逆台形のすだれ状トランスデューサ２０３７を構成する。第１間隙ｄ１の平均幅は第１の金属製すだれ状電極ａの平均幅と同じである。第２間隙ｄ２の平均幅は第２の金属製すだれ状電極ｂの平均幅と同じである。第３間隙ｄ３の平均幅は反射電極ｃの平均幅と同じである。この実施例では、第１の金属製すだれ状電極ａと第２の金属製すだれ状電極ｂとは、形状が完全に同じである。第１の金属製すだれ状電極ａ、第１間隙ｄ１、第２の金属製すだれ状電極ｂ、第２間隙ｄ２、反射電極ｃ、及び第３間隙ｄ３の平均幅の合計は表面弾性波の波長ｐとなり（すなわち、ｐ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）、かつ、第１の金属製すだれ状電極ａ、又は第１間隙ｄ１、又は第２の金属製すだれ状電極ｂ、又は第２間隙ｄ２の平均幅が表面弾性波の波長の１／８であり（すなわち、ａ＝ｂ＝ｄ１＝ｄ２＝ｐ／８）、第３間隙ｄ３又は反射電極ｃの平均幅が表面弾性波の波長の１／４である（すなわち、ｃ＝ｄ３＝ｐ／４）という条件が満たされる。例えば、発生する表面弾性波の周波数範囲が２０ＭＨｚ～１００ＭＨｚになるようにするには、逆台形のすだれ状トランスデューサ２０３７のＷ範囲内（図５の上部の部分拡大図参照）において、第１の金属製すだれ状電極ａ、第１間隙ｄ１、第２の金属製すだれ状電極ｂ、及び第２間隙ｄ２の各々の上端の値が１５μｍ、各々の下端の値が５μｍである（つまり、波長の変動範囲が２００μｍ～４０μｍとなる）必要がある。
本発明の可変周波数の表面弾性波による電子タバコの使用方法のステップは、
充電ポート３０２を介してバッテリーセル３を外部の充電ケーブルを接続し、バッテリーを完全に充電するステップと、
注油孔４を通じてタバコオイルを注入して、オイル保持キャビティ２０５にタバコオイルを満たすステップであって、その後タバコオイルは多孔質セラミック部品２０４に浸透し、最終的にエアロゾル化チップ２０３の表面に到達してそこでロックされる、ステップと、
マグネットピン２１２によりエアロゾル化装置２とバッテリーセル３とを連結するステップ、である。
更に、ボタン５をオンにした後に信号源がエアロゾル化チップ２０３と信号入力の通信を行うことで、圧電基板層２０３３の逆圧電効果に基づき、入力された電気信号が変換されて機械的な振動信号となり、圧電基板層２０３３の表面に沿って伝搬する表面弾性波が発生し、この表面弾性波は、多孔性セラミック部品２０４の接触区域まで伝搬すると、多孔質セラミック部品２０４でロックされているタバコオイルを吸い出すと共に、圧電基板層２０３３の表面と多孔質セラミック部品２０４の端面との間に液膜を形成し、表面弾性波のエネルギーがタバコオイルの液膜内に回折進入してアコースティックフローの作用を発生させ、アコースティックフロー力を生成し、このアコースティックフロー力がタバコオイルの液膜の表面張力及び粘性力を凌駕することで、タバコオイルからナノサイズ粒径のエアロゾルが生成されるステップと、
吸い口１を通じて吸引が行われるステップであって、気流チャネル２１０から外部の空気が流入し、タバコオイルをエアロゾル化する区域を通って流れることで、エアロゾル化されたエアロゾルを、気流チャネル２０８及び吸い口１に沿って流して、ユーザの口内に送り込む、ステップとがある。
ボタン５を長押しする時間が５ｓに達すると、バッテリーセルは出力を自動停止するので、吸引が防止される。ボタン５をもう一度長押しすると、信号が正常に出力されて、連結したエアロゾル化チップ２０３が正常に作動し、タバコオイルのエアロゾル化機能が完了する。電源がオンになっている状態で０．５秒以内にボタン５を連続して２回押すと、周波数サイクル調整モードに入る。ボタン５を２回押すたびに周波数は１０ＭＨｚずつ進み、２０ＭＨｚ～１００ＭＨｚに９つの段階的サイクルが含まれており、タバコオイルをエアロゾル化した後に得られる粒子の粒径が任意に調整可能になる。当然ながら、周波数範囲及び段階には、その他の設定も選択されうる。電子タバコは、再起動された時には、最後のスイッチオフ時の設定データを保持したまま始動を実施する。
電源がオンになっている状態で４０秒間にわたって何の操作も行われないと、電池セル３は待機省電力モードに入る。電源がオンになっている状態でボタン５を２秒以内に５回連続して押すと、バッテリーセル３がオフになり、表示ランプ６が赤い点滅を示す。プロセス全体を通じて、表示ランプ６は、バッテリー残量の高低に応じて、緑（バッテリー残量＞７０％）、青（バッテリー残量７０％～３０％）、赤（バッテリー残量＜３０％）といった、様々な色を表示する。使用プロセス中にバッテリー残量が１０％未満になると、指示ランプが点滅し、電子タバコは自動的にオフになる。
エアロゾル化チップは、連続した周波数範囲内（２０ＭＨｚ～１００ＭＨｚなど）で作動することも可能であり、各周波数ポイントはタバコオイルがエアロゾル化されたエアロゾルの粒径に対応するので、ユーザが得たい吸引感覚に応じて、任意の様々なエアロゾル粒径を設定し、獲得することが可能になる。
上述の説明は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明を限定するためのものではない。当業者による、創造的な作業をなさないという前提のもとでの、本発明で開示されている技術的解決策又は技術的特徴に基づいて行われるいかなる修正、同等置換、及び改良も、全て本発明の保護範囲に含まれるものとする。
１．吸い口
２．エアロゾル化装置
３．バッテリーセル
４．注油孔
５．ボタン
６．指示ランプ
２０１．底部プレート
２０２．シリカゲルガスケット
２０３．エアロゾル化チップ
２０４．多孔性セラミック部品
２０５．オイル保持キャビティ
２０６．シリカゲル密封部品
２０７．第１ボルト
２０８．気流チャネル
２０９．エアロゾル化装置ケース
２１０．気流入口
２１１．エアロゾル化チップストッパ
２１２．マグネットピン
２１３．エアロゾル化キャビティ
３０１．保護ハウジング
３０２．充電ポート
３０３．リミッタ
３０４．ナット
３０５．バッテリー
３０６．第２ボルト
３０７．回路基板
３０８．底部カバー
４０１．シリカゲル注油孔プラグ
４０２．円形注油孔
２０３１．ヒートシンク
２０３２．熱伝導層
２０３３．圧電基板層
２０３４１．第１ＰＣＢパッド
２０３４２．第２ＰＣＢパッド
２０３５．電源連結線
２０３６１．第１の金属製電極バスバー
２０３６２．第２の金属製電極バスバー
２０３７．逆台形のすだれ状トランスデューサ
ａ．第１の金属製すだれ状電極
ｂ．第２の金属製すだれ状電極
ｃ．反射電極
ｄ１．第１間隙
ｄ２．第２間隙
ｄ３．第３間隙
ｐ．表面弾性波の波長
ｗ．逆台形のすだれ状トランスデューサの内部範囲

Claims (7)

  1. 可変周波数の表面弾性波による電子タバコであって、
    エアロゾル化装置（２）を含み、前記エアロゾル化装置（２）内にエアロゾル化キャビティ（２１３）が設けられ、前記エアロゾル化キャビティ（２１３）の下方には可変周波数の表面弾性波を用いるエアロゾル化チップ（２０３）が配置されており、前記可変周波数の表面弾性波を用いるエアロゾル化チップ（２０３）には逆台形のすだれ状トランスデューサ（２０３７）が設けられ、
    前記エアロゾル化キャビティ（２１３）内にはオイル保持キャビティ（２０５）が設けられ、前記オイル保持キャビティ（２０５）と前記エアロゾル化チップ（２０３）との間に多孔性セラミック部品（２０４）があり、
    前記逆台形のすだれ状トランスデューサ（２０３７）が、複数の逆台形の金属製すだれ状電極（ａ、ｂ）と、反射電極（ｃ）とを含み、
    前記逆台形のすだれ状トランスデューサ（２０３７）は、２つの金属製電極バスバーであって、それぞれ第１の金属製電極バスバー（２０３６１）と第２の金属製電極バスバー（２０３６２）である、金属製電極バスバーを更に含み、複数の第１の金属製すだれ状電極（ａ）は、台形の長い方の側で前記第１の金属製電極バスバー（２０３６１）に連結され、複数の第２の金属製すだれ状電極（ｂ）は、台形の短い方の側で前記第２の金属製電極バスバー（２０３６２）に連結されており、
    前記複数の第１の金属製すだれ状電極（ａ）と前記複数の第２の金属製すだれ状電極（ｂ）とは、左右の手のそれぞれ複数本の指をそれらの指先を先頭にして向かい合わせてから、一方の側の手の複数の指先が、他方の側の手の複数本の指のそれぞれと隣接する指との間の股部と近接して対向する位置まで、左右の手のそれぞれ複数本の指が互いに略平行に１本ずつ接触しない状態で交互配向となるように、左右から組み合わせた形状で配置され、（ａ）と（ｂ）との間に前記反射電極（ｃ）が嵌め込まれている、
    ことを特徴とする、可変周波数の表面弾性波による電子タバコ。
  2. 前記金属製すだれ状電極と前記反射電極とは、
    第１の金属製すだれ状電極（ａ）、第１間隙（ｄ１）、第２の金属製すだれ状電極（ｂ）、第２間隙（ｄ２）、反射電極（ｃ）、第３間隙（ｄ３）、第１の金属製すだれ状電極（ａ）……となるように配列され、前記配列の複数のセットが続いて、前記逆台形のすだれ状トランスデューサ（２０３７）を構成し、
    前記第１間隙（ｄ１）の平均幅は前記第１の金属製すだれ状電極（ａ）の平均幅と同じであり、
    前記第２間隙（ｄ２）の平均幅は前記第２の金属製すだれ状電極（ｂ）の平均幅と同じであり、
    前記第３間隙（ｄ３）の平均幅は前記反射電極（ｃ）の平均幅と同じである、
    ことを特徴とする、請求項１に記載の可変周波数の表面弾性波による電子タバコ。
  3. 前記第１の金属製すだれ状電極（ａ）と前記第２の金属製すだれ状電極（ｂ）とは形状が同じであり、
    第１の金属製すだれ状電極（ａ）、第１間隙（ｄ１）、第２の金属製すだれ状電極（ｂ）、第２間隙（ｄ２）、反射電極（ｃ）、及び第３間隙（ｄ３）の平均幅の合計が表面弾性波の波長（ｐ）となり、かつ、第１の金属製すだれ状電極（ａ）、又は第１間隙（ｄ１）、又は第２の金属製すだれ状電極（ｂ）、又は第２間隙（ｄ２）の平均幅が表面弾性波の波長の１／８であり、第３間隙（ｄ３）又は反射電極（ｃ）の平均幅が表面弾性波の波長の１／４であるという条件が満たされる、
    ことを特徴とする、請求項２に記載の可変周波数の表面弾性波による電子タバコ。
  4. 前記エアロゾル化チップ（２０３）は更に、
    ヒートシンク層（２０３１）、熱伝導層（２０３２）、及び圧電基板層（２０３３）をこの順序で含み、前記逆台形のすだれ状トランスデューサ（２０３７）は前記圧電基板層（２０３３）の上に配置され、
    前記圧電基板層（２０３３）の上には、個別の２つのＰＣＢパッドであって、それぞれ第１ＰＣＢパッド（２０３４１）と第２ＰＣＢパッド（２０３４２）である、２つのＰＣＢパッドが更に配置されており、前記第１の金属製電極バスバー（２０３６１）は、電源連結線（２０３５）により前記第１ＰＣＢパッド（２０３４１）に連結され、前記第２の金属製電極バスバー（２０３６２）は電源連結線（２０３５）により前記第２ＰＣＢパッド（２０３４２）に連結されている、
    ことを特徴とする、請求項１に記載の可変周波数の表面弾性波による電子タバコ。
  5. バッテリーセル（３）を更に含み、前記バッテリーセル（３）内には回路基板（３０７）とバッテリー（３０５）とが設けられ、前記バッテリーセル（３）と前記第１ＰＣＢパッド（２０３４１）及び前記第２ＰＣＢパッド（２０３４２）とが、マグネットピン（２１２）によって接続される、
    ことを特徴とする、請求項４に記載の可変周波数の表面弾性波による電子タバコ。
  6. 前記エアロゾル化装置（２）はエアロゾル化装置ケース（２０９）を有し、前記エアロゾル化装置ケース（２０９）の内部には気流チャネル（２０８）が設けられ、前記エアロゾル化装置ケース（２０９）の外部には吸い口（１）が設けられ、前記吸い口（１）と前記気流チャネル（２０８）とは接続されており、
    前記エアロゾル化装置ケース（２０９）には気流入口（２１０）が開口しており、前記気流入口（２１０）と前記逆台形のすだれ状トランスデューサ（２０３７）とは同一平面上にある、
    ことを特徴とする、請求項１に記載の可変周波数の表面弾性波による電子タバコ。
  7. 保護ハウジング（３０１）を更に含み、前記バッテリーセル（３）は前記保護ハウジング（３０１）内に配置され、
    前記保護ハウジング（３０１）の外側に、ボタン（５）、指示ランプ（６）、及び充電ポート（３０２）が配置されている、
    ことを特徴とする、請求項５に記載の可変周波数の表面弾性波による電子タバコ。
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